Metoda Saaty: Základy, stanovení priorit, příklady a praktické aplikace

Obsah:

Metoda Saaty: Základy, stanovení priorit, příklady a praktické aplikace
Metoda Saaty: Základy, stanovení priorit, příklady a praktické aplikace
Anonim

Saatyho metoda je speciální způsob systémové analýzy. Tato metoda je také zaměřena na pomoc při rozhodování. Metoda analýzy hierarchií Thomase Saatyho je extrémně populární ve forenzní vědě, zejména na Západě, obchodu, veřejné správě. Často se také označuje jako MAI.

Aplikace

I když jej mohou používat lidé pracující na jednoduchých řešeních, proces analytické hierarchie je nejužitečnější, když skupiny lidí pracují na složitých problémech, zejména těch, u kterých jde o vysoké sázky zahrnující lidské vnímání a úsudek. V tomto případě mají rozhodnutí dlouhodobé důsledky. Saatyho metoda má jedinečné výhody, když je obtížné kvantifikovat nebo porovnávat důležité prvky řešení. Nebo když komunikaci mezi členy týmu brání jejich různé specializace, terminologie nebo perspektivy.

Saatyho metoda se někdy používá při vývoji velmi specifických postupů pro konkrétní situace, jako je oceňování budov prohistorický význam. Nedávno byl aplikován na projekt, který využívá videokazetu k hodnocení stavu dálnic ve Virginii. Silniční inženýři jej nejprve použili k určení optimálního rozsahu projektu a poté zdůvodnili svůj rozpočet zákonodárcům.

I když použití procesu analytické hierarchie nevyžaduje speciální akademické vzdělání, je považován za důležitý předmět v mnoha institucích vysokoškolského vzdělávání, včetně inženýrských škol a postgraduálních obchodních škol. Toto je zvláště důležitý kvalitní předmět a je vyučován v mnoha specializovaných kurzech včetně Six Sigma, Lean Six Sigma a QFD.

Analytické grafy
Analytické grafy

Value

Hodnota Saatyho metody je uznávána ve vyspělých i rozvojových zemích po celém světě. Například Čína – asi stovka čínských univerzit nabízí kurzy AHP. A mnoho doktorandů volí AHP jako předmět svého výzkumu a disertačních prací. V Číně bylo na toto téma publikováno více než 900 článků a existuje alespoň jeden čínský vědecký časopis věnovaný výhradně Saatyho hierarchické analytické metodě.

Mezinárodní status

Mezinárodní sympozium o procesu analytické hierarchie (ISAHP) se schází každé dva roky pro vědce a odborníky z praxe se zájmem o tuto oblast. Témata jsou různá. V roce 2005 se pohybovaly od „Nastavení mzdových standardů pro chirurgické specialisty“po „Strategické technologické plánování“, „Rekonstrukce infrastruktury ve zdevastovaných zemích“.

Na setkání v roce 2007 vValparaiso, Chile, bylo předloženo více než 90 příspěvků z 19 zemí, včetně USA, Německa, Japonska, Chile, Malajsie a Nepálu. Podobný počet příspěvků byl prezentován na sympoziu v roce 2009 v Pittsburghu v Pensylvánii, kterého se zúčastnilo 28 zemí. Témata zahrnovala ekonomickou stabilizaci v Lotyšsku, výběr portfolia v bankovním sektoru, řízení lesních požárů za účelem zmírnění globálního oteplování a venkovské mikroprojekty v Nepálu.

Simulace

Prvním krokem v procesu analýzy hierarchie je modelovat problém jako hierarchii. Účastníci přitom prozkoumají aspekty problému na různých úrovních od obecné po detailní a poté jej vyjadřují víceúrovňovým způsobem, jak to vyžaduje Saatyho metoda pro rozhodování (analýzu hierarchií). Tím, že pracují na budování hierarchie, rozšiřují své chápání problému, jeho kontextu a vzájemných myšlenek a pocitů ohledně obou.

Proces analýzy
Proces analýzy

Struktura

Struktura jakékoli hierarchie AHP bude záviset nejen na povaze řešeného problému, ale také na znalostech, úsudcích, hodnotách, názorech, potřebách, touhách atd. Budování hierarchie obvykle vyžaduje značnou diskusi, výzkum a zjištění od zúčastněných stran. I po počáteční výstavbě může být upraven tak, aby splňoval nová kritéria nebo kritéria, která původně nebyla považována za důležitá; alternativy lze také přidat, odebrat nebo změnit.

Analytika na počítači
Analytika na počítači

Vyberte vůdce

Je čas přejít k příkladům metody Saaty. Podívejme se na příklad aplikace „Vyberte vůdce“. Důležitým úkolem pro osoby s rozhodovací pravomocí je určit váhu, kterou je třeba přikládat každému kritériu při výběru vůdce. Dalším důležitým úkolem této aplikace je určit váhu, která se má přikládat kandidátům, s přihlédnutím ke každému z kritérií. Metoda analýzy hierarchií T. Saaty jim to nejen umožňuje, ale také umožňuje každému ze čtyř kritérií přiřadit smysluplnou a objektivní číselnou hodnotu. Tento příklad dobře ilustruje podstatu techniky. Kromě toho je účel Saatyho metody také jasný při čtení aplikace „Vyberte vůdce“.

Mnohostranná analytika
Mnohostranná analytika

Proces propagace

Zatím jsme zvažovali pouze výchozí priority. Jak postupuje proces analytické hierarchie, priority se budou měnit ze svých výchozích hodnot, protože osoby s rozhodovací pravomocí zadávají informace o důležitosti různých uzlů. Dělají to prostřednictvím série párových srovnání.

Nelineární analytika
Nelineární analytika

AHP je součástí většiny učebnic operačního výzkumu a managementu a vyučuje se na mnoha univerzitách; je široce používán v organizacích, které pečlivě studovaly jeho teoretické základy. Zatímco obecný konsenzus je, že je to technicky správné a praktické, metoda má své vlastní kritiky. Na počátku 90. let byla publikována série diskusí mezi kritiky a zastánci problémů Saatyho metody. Journal of Management Science, 38, 39, 40, a Journal of the Society for Operations Research.

Dvě školy

Existují dvě myšlenkové školy o změně hodnosti. Jeden říká, že nové alternativy, které nezavádějí žádné další atributy, by za žádných okolností neměly způsobit změnu pořadí. Další se domnívá, že v některých situacích je rozumné očekávat změnu hodnosti. Původní formulace Saatyho rozhodování umožňovala změny hodnosti. V roce 1993 Foreman představil druhý způsob syntézy AHP nazvaný ideální režim pro řešení vybraných situací, ve kterých by přidání nebo odstranění „irelevantní“alternativy nemělo a nebude měnit řady existujících alternativ. Současná verze AHP dokáže pojmout obě tyto školy: její ideální režim zachovává hodnost, zatímco distributivní režim umožňuje hodnost měnit. Podle problému je vybrán kterýkoli režim.

Změna pořadí a řešení Saaty jsou podrobně popsány v článku z roku 2001 v Operations Research. A také je lze nalézt v kapitole nazvané „Uložení a změna hodnosti“. A to vše je v hlavní knize o metodě párových srovnání Saatyho. Posledně jmenovaný představuje publikované příklady změny hodnosti v důsledku přidání kopií alternativy, v důsledku netranzitivních rozhodovacích pravidel, v důsledku přidání fantomových a klamných alternativ a v důsledku jevů přepínání ve funkcích užitku. Pojednává také o distributivních a ideálních režimech řešení Saaty.

Srovnávací matice

Ve srovnávací matici můžete méně nahradit úsudekkladné stanovisko a poté zkontrolujte, zda se označení nové priority nestává méně příznivé než původní priorita. V kontextu turnajových matic Oscar Perron dokázal, že metoda hlavního pravého vlastního vektoru není monotónní. Toto chování lze také demonstrovat pro inverzní matice nxn, kde n>3. Alternativní přístupy jsou diskutovány jinde.

Grafy a grafy
Grafy a grafy

Kdo byl Thomas Saaty?

Thomas L. Saaty (18. července 1926 – 14. srpna 2017) byl významným profesorem na University of Pittsburgh, kde vyučoval na Graduate School of Business. Joseph M. Katz. Byl vynálezcem, architektem a hlavním teoretikem procesu analytické hierarchie (AHP), rozhodovacího rámce používaného pro rozsáhlou, vícestrannou a vícecílovou rozhodovací analýzu, a procesu analytické sítě (ANP), jeho zobecnění na rozhodování o závislosti a zpětné vazbě. Později zobecnil matematiku ANP na proces neuronové sítě (NNP) s aplikací na neurální palbu a syntézu, ale žádná z nich nezískala takovou popularitu jako Saatyho metoda, jejíž příklady byly diskutovány výše.

Zemřel 14. srpna 2017 po ročním boji s rakovinou.

Před nástupem na University of Pittsburgh byl Saaty profesorem statistiky a operačního výzkumu na Wharton School na University of Pennsylvania (1969–1979). Předtím strávil patnáct let prací pro americké vládní agentury a veřejně financované výzkumné společnosti.

Problémy

Jednou z hlavních výzev, kterým dnes organizace čelí, je jejich schopnost vybrat nejvhodnější a konzistentní alternativy způsobem, který zachová strategickou shodu. V každé dané situaci je činit správná rozhodnutí pravděpodobně jedním z nejobtížnějších úkolů pro vědu a techniku (Triantaphyllou, 2002).

Když vezmeme v úvahu neustále se měnící dynamiku současného prostředí, jak jsme to nikdy předtím neviděli, je správná volba založená na adekvátních a konzistentních cílech rozhodující i pro přežití organizace.

Upřednostňování projektů v portfoliu není v zásadě nic jiného než objednávkové schéma založené na poměru přínosů a nákladů každého projektu. Přednost budou mít projekty s vyššími přínosy v porovnání s jejich náklady. Je důležité poznamenat, že poměr přínosů k nákladům nemusí nutně znamenat použití exkluzivních finančních kritérií, jako je dobře známý poměr nákladů a přínosů, ale místo toho širší koncept přínosů projektu a souvisejícího úsilí.

Protože organizace patří ke složitému a nestálému „kolegovi“, často dokonce chaotickému, problém s výše uvedenou definicí spočívá právě ve stanovení nákladů a přínosů pro kteroukoli konkrétní organizaci.

Zkušený analytik
Zkušený analytik

Projektové standardy

Standard Project Management Institute pro Portfolio Management (PMI, 2008) uvádí, že rozsah projektového portfolia by měl být založen na strategickéorganizační cíle. Tyto cíle musí být v souladu s obchodním scénářem, který se zase může pro každou organizaci lišit. Proto neexistuje žádný ideální model, který by vyhovoval kritériím, která by jakýkoli typ organizace používal k upřednostňování a výběru svých projektů. Kritéria, která má organizace používat, by měla být založena na hodnotách a preferencích osob s rozhodovací pravomocí.

I když k upřednostnění projektů a určení skutečné hodnoty optimálního poměru přínosů a nákladů lze použít soubor kritérií nebo konkrétních cílů. Hlavním kritériem skupiny je finanční. Přímo souvisí s náklady, výkonem a ziskem.

Například návratnost investic (ROI) je procento zisku z projektu. To vám umožní porovnat finanční návratnost projektů s různými investicemi a zisky.

Transformace

Saatiho metoda analýzy převádí srovnání, která jsou nejčastěji empirická, na číselné hodnoty, které jsou následně zpracovávány a porovnávány. Váha každého faktoru umožňuje vyhodnotit každý z prvků v rámci určité hierarchie. Tato schopnost převádět empirická data na matematické modely je hlavním rozlišovacím přínosem metody AHP ve srovnání s jinými srovnávacími metodami.

Po provedení všech srovnání a určení relativních vah mezi každým z hodnocených kritérií se vypočítá číselná pravděpodobnost každé alternativy. Tato pravděpodobnost určuje pravděpodobnostže alternativa by měla splňovat očekávaný účel. Čím vyšší je pravděpodobnost, tím pravděpodobnější je, že alternativa dosáhne konečného cíle portfolia.

Matematický výpočet zahrnutý v procesu AHP se může na první pohled zdát jednoduchý, ale při práci se složitějšími případy se analýza a výpočty stávají hlubší a komplexnější.

Porovnání dvou položek pomocí AHP lze provést různými způsoby (Triantaphyllou & Mann, 1995). Nejpoužívanější je však škála relativní důležitosti mezi dvěma alternativami navrženými Saatym (SAATY, 2005). Přiřazením hodnot v rozsahu od 1 do 9 škála určuje relativní důležitost alternativy ve srovnání s jinou alternativou.

Lichá čísla se vždy používají k určení přiměřeného rozdílu mezi body měření. Použití sudých čísel by mělo být akceptováno pouze v případě, že je vyžadováno vyjednávání mezi hodnotiteli. Když nelze dosáhnout přirozeného konsenzu, je nutné definovat střed jako dohodnuté řešení (kompromis) (Saaty, 1980).

Jako příklad výpočtů AHP pro stanovení priorit projektů byl vybrán fiktivní model rozhodování pro organizaci ACME. Jak se příklad bude dále rozvíjet, budou probírány a analyzovány koncepty, termíny a přístupy k AHP.

Prvním krokem při vytváření modelu AHP je definování kritérií, která se mají použít. Jak již bylo zmíněno, každá organizace vyvíjí a strukturuje svou vlastnívlastní soubor kritérií, která by naopak měla být v souladu se strategickými cíli organizace.

U naší fiktivní organizace ACME budeme předpokládat, že byl proveden výzkum spolu s oblastmi financování, plánovací strategie a kritérii projektového řízení, které mají být použity. Následující soubor 12 kritérií byl přijat a seskupen do 4 kategorií.

Jakmile je stanovena hierarchie, kritéria by měla být vyhodnocena ve dvojicích, aby se určila relativní důležitost mezi nimi a jejich relativní váha pro globální cíl.

Hodnocení začíná určením relativní váhy skupin počátečních kritérií.

Příspěvek

Příspěvek každého kritéria k cíli organizace je určen výpočty provedenými pomocí vektoru priority (nebo vlastního vektoru). Vlastní vektor ukazuje relativní váhu mezi každým kritériem; získá se přibližným způsobem výpočtem matematického průměru pro všechna kritéria. Můžeme pozorovat, že součet všech hodnot z vektoru je vždy roven jedné. Přesný výpočet vlastního vektoru je určen pouze ve specifických případech. Tato aproximace se ve většině případů používá ke zjednodušení procesu výpočtu, protože rozdíl mezi přesnou hodnotou a přibližnou hodnotou je menší než 10 % (Kostlan, 1991).

Můžete si všimnout, že přibližné a přesné hodnoty jsou velmi blízko sebe, takže výpočet přesného vektoru vyžaduje matematické úsilí (Kostlan, 1991).

Hodnoty nalezené ve vlastním vektoru mají příméfyzická hodnota v AHP - určují účast nebo váhu tohoto kritéria ve vztahu k celkovému výsledku cíle. Například v naší organizaci ACME mají strategická kritéria váhu 46,04 % (přesný výpočet vlastního vektoru) ve vztahu k celkovému cíli. Kladné skóre tohoto faktoru je asi 7krát vyšší než kladné skóre závazku zúčastněných stran (váha 6,84 %).

Dalším krokem je hledání jakýchkoliv nesrovnalostí v datech. Cílem je shromáždit dostatek informací, aby bylo možné určit, zda ti, kdo rozhodují, byli ve svých volbách konzistentní (Teknomo, 2006). Pokud například osoby s rozhodovací pravomocí tvrdí, že strategická kritéria jsou důležitější než finanční kritéria a že finanční kritéria jsou důležitější než kritéria závazků zúčastněných stran, bylo by nekonzistentní tvrdit, že kritéria závazků zúčastněných stran jsou důležitější než strategická kritéria. (pokud A>B a B>C, bylo by nekonzistentní, kdyby A<C).

Stejně jako u počáteční sady kritérií pro organizaci ACME je nutné odhadnout relativní váhy kritérií pro druhou úroveň hierarchie. Tento proces je úplně stejný jako krok pro hodnocení první úrovně hierarchie (skupiny kritérií).

Po strukturování stromu a stanovení prioritních kritérií je možné určit, jak každý z kandidátských projektů splňuje vybraná kritéria.

Stejným způsobem jako při stanovování priorit kritérií se kandidátské projekty porovnávají ve dvojicíchs přihlédnutím ke každému stanovenému kritériu.

AHP přilákala zájem mnoha výzkumníků, především kvůli matematické povaze metody a skutečnosti, že zadávání dat je poměrně jednoduché (Triantaphyllou & Mann, 1995). Jeho jednoduchost se vyznačuje párovým porovnáváním alternativ podle specifických kritérií (Vargas, 1990).

Jeho použití k výběru portfoliových projektů umožňuje osobám s rozhodovací pravomocí mít specifický a matematický nástroj na podporu rozhodování. Tento nástroj nejen podporuje a kvalifikuje rozhodnutí, ale také umožňuje osobám s rozhodovací pravomocí zdůvodnit svá rozhodnutí a také modelovat možné výsledky.

Použití metody analýzy rozhodování/hierarchické analýzy Saaty také zahrnuje použití softwarové aplikace speciálně navržené pro provádění matematických výpočtů.

Dalším důležitým aspektem je kvalita hodnocení ze strany osob s rozhodovací pravomocí. Aby bylo rozhodnutí co nejpřiměřenější, musí být konzistentní a konzistentní s výsledky organizace.

Nakonec je důležité zdůraznit, že rozhodování zahrnuje širší a komplexnější pochopení kontextu než použití jakékoli konkrétní metody. Navrhuje, že rozhodnutí o portfoliu jsou produktem jednání, ve kterých metody, jako je Saatyho hierarchická metoda, podporují a řídí výkon, ale nemohou a ani by se neměly používat jako univerzální kritéria.

Doporučuje: